同济大学钢筋混凝土课件第一篇.pdf

第一章 绪论 1.1 混凝土结构的一般概念 1.2 混凝土结构的发展与应用概况 1.3 混凝土结构的基本设计方法 1.4 本课程的特点及学习方法建议 §1.1 混凝土结构的一般概念 • 1.1.1 混凝土结构的定义与分类 • 1.1.2 钢筋混凝土产生的原因 • 1.1.3 钢筋与混凝土共同工作的基础 • 1.1.4 钢筋混凝土结构的优缺点 1.1.1 混凝土结构的定义与分类 • 定义：混凝土结构——以混凝土为主要材 料制成的结构。 混凝土结构有时亦称钢筋混凝土结构， 前者是广义，后者有一定狭义 混凝土结构分类： • 配筋混凝土 –配置受力钢筋、钢骨、钢管的——钢筋混凝土 结构 –预应力混凝土（配置预应力钢筋形成预应力） • 素混凝土——无钢筋或不配置受力钢筋 • 本书主要讲述配置受力钢筋为特点的普通 钢筋混凝土结构和预应力结构。 1.1.2 钢筋混凝土产生的原因 • 钢筋混凝土——钢筋与混凝土有机结合而 成的一种复合结构材料，其主要特点为混 凝土受压、钢筋受拉。 • 钢筋混凝土思想第一次的工程实践为—— 1849年法国人朗伯特（Joseph,lambit ）， 用水泥砂浆涂抹在铁丝网两面的方法制造 了一条小船。 • 世界上第一项有关钢筋混凝土方面的专利 权——法国花匠在1867年以水泥砂浆涂在 铁丝网两面制成的花盆。 • 钢筋混凝土目前也是工程中最常用的结构 材料之一，其原因可以从下述简支梁的受 力行为与材料间的关系得到初步的答案。 结论： • ①混凝土梁开裂荷载与钢筋混凝土梁相等。 • ②破坏荷载混凝土梁远低于钢筋混凝土梁。 • ③混凝土梁破坏性质为无明显预兆，时间极 短的脆性破坏。 • ④钢筋混凝土梁破坏性质为有明显预兆，时 间略长的延性破坏。 • ⑤钢筋的作用主要在开裂后表现。 1.1.3 钢筋与混凝土共同工作的基础 • 钢筋与混凝土有机结合，共同工作是可能 的。 1）二者材料温度膨胀系数相近，在无温差时 不产生过大的温度应力。 温度线膨胀系数 ，即单位温度变化时 产生的应变量。 混凝土 钢 2 ）钢筋与混凝土的良好粘结——保证两者有 效共同工作。 3 ）混凝土对钢筋保护层作用——保证钢筋防 锈蚀及其它腐蚀作用。 钢筋与混凝土之间的粘结作用来源于： 水泥浆胶体与钢筋接触面的化学粘着力； 由于混凝土结硬时收缩将钢筋紧紧握裹而产生的摩擦力； 钢筋表面凹凸不平而产生的机械咬合力。 混凝土的收缩和膨胀（主要是收缩）会受到钢筋的 限制而产生应力。当拉应力超过混凝土抗拉强度时会使 混凝土开裂。 故应采取措施（减少水灰比、加强振捣和养护等） 以减少混凝土的收缩。 1.1.4 钢筋混凝土结构的优缺点 • 1．优点 1）材料经济、合理 2 ）耐久性较好 3 ）耐火性好 4 ）整体性好 5 ）可模性好 6 ）刚度大，阻尼大，有利于控制结构的变形 • 2 ．缺点 1）自重大——结构质量系数（单位容重的材 料强度）偏低，不适用于大跨、高层结构。措 施：轻质、高强混凝土和预应力混凝土。 2 ）抗裂性差——一般为带裂缝工作，不适用 于防裂、防渗、防漏等结构。措施：预应力混 凝土。 3 ）施工较复杂——需支模，工期长，施工受 气候影响。措施：混凝土材料制作及施工工艺 的改进。 4 ）隔热和隔声性能差。措施：多孔板、多孔 砖 §1.2 混凝土结构的发展与应用概 况 • 发展历史为152年，可分为三个阶段 • 第一阶段（1850~1920） 材料特点：强度低。 应用范围：楼板、梁、柱（中小型）。 计算方法：采用弹性理论，允许应力设计方法